CN106437614B - 水平井全通径可溶可降解压裂桥塞 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及页岩气井压裂技术领域，特别涉及一种水平井全通径可溶可降解压裂桥塞。该装置的连接接头下端连接中心筒，中心筒下端外壁通过无接箍卡箍固定有密封胶筒，密封胶筒下部侧壁呈折叠状，密封胶筒底端周向等角度嵌有三个固定球，固定球表面设有防滑层，密封胶筒上端内部设有球座，球座底端外壁设计成倒锥面，球座倒锥面外壁上端为倾斜角度为8°的倒锥形坡面，球座坡面外壁上端为台阶面。本发明实现了压裂后井筒内无任何残留，球和球座可溶解，密封胶筒可降解，增大生产通道，消除砂卡风险，方便后期其他作业施工，免投球，节省作业成本，简化施工工序，结构简单，使用安全可靠。
Description
技术领域：
本发明涉及页岩气井压裂技术领域，特别涉及一种水平井全通径可溶可降解压裂桥塞。
背景技术：
世界页岩气资源十分丰富，但岩气井钻井完成后，只有少数天然裂缝特别发育的井可以直接投产，90％以上的井都需要采用酸化、压裂等措施进行储层改造。
目前国内页岩气井压裂主要采用可溶球密封式压裂桥塞，桥塞通过电缆随射孔枪下泵入设计预定位置，锚定后投球密封进行压裂，压裂完成后密封球溶解，桥塞最小内通径为50mm左右，有一定的砂卡风险。并且单井要压裂数次需多次投球，工序复杂且耗时，作业风险较大。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种水平井全通径可溶可降解压裂桥塞，该装置实现了压裂后井筒内无任何残留，球和球座可溶解，密封胶筒可降解，增大生产通道，消除砂卡风险，方便后期其他作业施工，免投球，节省作业成本，简化施工工序，结构简单，使用安全可靠。克服了现有可溶球密封式压裂桥塞内通径小，存在砂卡风险，需多次投球，工序复杂且耗时，作业风险较大的不足。
本发明所采取的技术方案是：一种水平井全通径可溶可降解压裂桥塞，包括密封胶筒、中心筒和连接接头；连接接头下端连接中心筒，中心筒下端外壁通过无接箍卡箍固定有密封胶筒，密封胶筒下部侧壁呈折叠状，密封胶筒底端周向等角度嵌有三个固定球，固定球表面设有防滑层，密封胶筒上端内部设有球座，球座底端外壁设计成倒锥面，球座倒锥面外壁上端为倾斜角度为8°的倒锥形坡面，球座坡面外壁上端为台阶面，球座下行能够挤压密封胶筒使密封胶筒密封套管，球座下行至固定球时，固定球能够沿球座坡面外壁滚动至球座台阶处并卡死固定在球座外壁和套管内壁之间，球座上端安装槽内安装有压裂球，压裂球能够坐封球座并密封球座中心通道，安装槽槽壁上设有防砂流道，安装槽上端设有可溶挡片，球座上端设有活塞连杆，活塞连杆上端连接活塞体，活塞体与中心筒之间通过密封毛毡密封，中心筒底端内壁上设有能够阻挡活塞体下行的挡环，中心筒下端侧壁上开有泄压口，泄压口上端的中心筒侧壁上设有丢手刀片，活塞体运行至丢手刀片时能够使丢手刀片张开并割断密封胶筒，活塞体与连接接头之间设有支撑环，活塞体与连接接头之间形成气体发生室，气体发生室内装有火药块，连接接头内设计有导线通道，导线通道内安装有与气体发生室相连的导线，固定球、球座、压裂球、可溶挡片均采用能够在水中溶解的材料制成，密封胶筒采用能够在水中降解的橡胶制成。
本发明的有益效果是：本发明实现了压裂后井筒内无任何残留，球和球座可溶解，密封胶桶可降解，增大生产通道，消除砂卡风险，方便后期其他作业施工，免投球，节省作业成本，简化施工工序，结构简单，使用安全可靠。
附图说明：
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明。
图1为本发明的结构示意图。
图2为球座坡面外壁的结构示意图。
具体实施方式：
如图1、图2所示，一种水平井全通径可溶可降解压裂桥塞，包括密封胶筒2、中心筒14和连接接头16；连接接头16下端连接中心筒14，中心筒14下端外壁通过无接箍卡箍6固定有密封胶筒2，密封胶筒2下部侧壁呈折叠状，密封胶筒2底端周向等角度嵌有三个固定球1，固定球1表面设有防滑层，密封胶筒2上端内部设有球座3，球座3底端外壁设计成倒锥面，球座3倒锥面外壁上端为倾斜角度为8°的倒锥形坡面，球座3坡面外壁上端为台阶面，球座3下行能够挤压密封胶筒2使密封胶筒2密封套管，球座3下行至固定球1时，固定球1能够沿球座3坡面外壁滚动至球座3台阶处并卡死固定在球座3外壁和套管内壁之间，球座3上端安装槽内安装有压裂球4，压裂球4能够坐封球座3并密封球座3中心通道，安装槽槽壁上设有防砂流道11，安装槽上端设有可溶挡片12，球座3上端设有活塞连杆7，活塞连杆7上端连接活塞体9，活塞体9与中心筒14之间通过密封毛毡8密封，中心筒14底端内壁上设有能够阻挡活塞体9下行的挡环，中心筒14下端侧壁上开有泄压口5，泄压口5上端的中心筒14侧壁上设有丢手刀片13，活塞体9运行至丢手刀片13时能够使丢手刀片13张开并割断密封胶筒2，活塞体9与连接接头16之间设有支撑环10，活塞体9与连接接头16之间形成气体发生室15，气体发生室15内装有火药块，连接接头16内设计有导线通道17，导线通道17内安装有与气体发生室15相连的导线，固定球1、球座3、压裂球4、可溶挡片12均采用能够在水中溶解的材料制成，密封胶筒2采用能够在水中降解的橡胶制成。
初始状态时，密封胶筒2处于折叠状态，桥塞下到预定位置后，点火，引燃火药块，产生高压气体，高压气体推动活塞体9以及活塞连杆7向下运动的同时，密封胶筒2打开折叠回复正常状态，紧贴套管内壁，随后球座3在活塞连杆7的作用下继续向下运动，进入密封胶筒2下端内部，密封胶筒2发生挤压变形，实现密封；球座3向下运动与固定球1相遇，固定球1表面设有防滑层，使得固定球1只能在球座3与套管之间向上相对滚动，球座3下端外壁有倾斜角度为8°的坡面和限位台阶，固定球1滚动到台阶位置时，卡住；此时活塞体9的下端已经运行到丢手刀片13的位置，丢手刀片13张开，割断密封胶筒2，实现丢手；活塞体9在高压气体的作用下继续向下运动，当活塞体9上端到达泄压口5的位置时，高压气体释放出来，此时上提连接接头16，无接箍卡箍6、活塞连杆7、密封毛毡8、活塞体9、支撑环10、丢手刀片13、中心筒14一起被上提出井口，井内只剩固定球1、密封胶筒2、球座3、压裂球4、可溶挡片12。
压裂时，压裂球4在压裂液的作用下密封球座3，球座3外环空间有密封胶筒2密封，球座3挤压等周分布的三个固定球1，地面试验最高压力82MPa，稳压30分钟。
压裂后，固定球1、密封胶筒2、球座3、压裂球4、可溶挡片12在淡水中浸泡，6小时候后伴随气泡冒出，固定球1、球座3、压裂球4、可溶挡片12这些可溶解材料制成的零件开始溶解，十天左右溶解完毕，密封胶筒2采用可降解橡胶制成，在20个小时后密封胶筒2开始缓慢分解成小碎块。最终实现全通径可溶可降解、井内无残留的要求。
可以理解的是，以上关于本发明的具体描述，仅用于说明本发明而并非受限于本发明实施例所描述的技术方案，本领域的普通技术人员应当理解，仍然可以对本发明进行修改或等同替换，以达到相同的技术效果；只要满足使用需要，都在本发明的保护范围之内。
Claims (1)
1.一种水平井全通径可溶可降解压裂桥塞，包括密封胶筒(2)、中心筒(14)和连接接头(16)；其特征在于：连接接头(16)下端连接中心筒(14)，中心筒(14)下端外壁通过无接箍卡箍(6)固定有密封胶筒(2)，密封胶筒(2)下部侧壁呈折叠状，密封胶筒(2)底端周向等角度嵌有三个固定球(1)，固定球(1)表面设有防滑层，密封胶筒(2)上端内部设有球座(3)，球座(3)底端外壁设计成倒锥面，球座(3)倒锥面外壁上端为倾斜角度为8°的倒锥形坡面，球座(3)坡面外壁上端为台阶面，球座(3)下行能够挤压密封胶筒(2)使密封胶筒(2)密封套管，球座(3)下行至固定球(1)时，固定球(1)能够沿球座(3)坡面外壁滚动至球座(3)台阶处并卡死固定在球座(3)外壁和套管内壁之间，球座(3)上端安装槽内安装有压裂球(4)，压裂球(4)能够坐封球座(3)并密封球座(3)中心通道，安装槽槽壁上设有防砂流道(11)，安装槽上端设有可溶挡片(12)，球座(3)上端设有活塞连杆(7)，活塞连杆(7)上端连接活塞体(9)，活塞体(9)与中心筒(14)之间通过密封毛毡(8)密封，中心筒(14)底端内壁上设有能够阻挡活塞体(9)下行的挡环，中心筒(14)下端侧壁上开有泄压口(5)，泄压口(5)上端的中心筒(14)侧壁上设有丢手刀片(13)，活塞体(9)运行至丢手刀片(13)时能够使丢手刀片(13)张开并割断密封胶筒(2)，活塞体(9)与连接接头(16)之间设有支撑环(10)，活塞体(9)与连接接头(16)之间形成气体发生室(15)，气体发生室(15)内装有火药块，连接接头(16)内设计有导线通道(17)，导线通道(17)内安装有与气体发生室(15)相连的导线，固定球(1)、球座(3)、压裂球(4)、可溶挡片(12)均采用能够在水中溶解的材料制成，密封胶筒(2)采用能够在水中降解的橡胶制成。
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